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Die Erfindung betrifft eine magnetorheologische Bremseinrichtung mit einem feststehenden Halter und mit wenigstens zwei Bremskomponenten und/oder Dämpferkomponenten. Die erfindungsgemäße magnetorheologische Bremseinrichtung kann auf vielfältigen technischen Gebieten zum Abbremsen von Relativbewegungen zueinander eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße magnetorheologische Bremseinrichtung kann auch als haptische Bedieneinrichtung eingesetzt werden und zum Beispiel bei der Bedienung von technischen Einrichtungen in Fahrzeugen, (als Drehsteller; Dreh-/Drücksteller; für Infotainment, Klimaanlage, Getriebewahlschalter, Navigation, Sitzverstellung, in der Lenkung oder im Lenkrad, Fahrwerksverstellung, Fahrmodiverstellung ...) Kraftfahrzeugen, Luftfahrt- und Flugzeugen, Schiffen, Booten, Landtechnik (Traktoren, Mähdrescher, Erntemaschinen, sonstigen Feldmaschinen für die Landwirtschaft), Baumaschinen und Maschinen für das Material Handling (Gabelstapler...) oder bei medizinischen oder industriellen Anlagen eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch bei der Bedienung oder als Eingabegerät von/für Waschmaschinen, Küchen-/Haushaltsgeräten und -einrichtungen, Radios, Fotoapparaten und Filmkameras, Hi-Fi- und Fernsehanlagen, Smart Devices, Smart-Home-Geräten, Laptops, PCs, Smartwatches, in einem Kronenrad von Armbanduhren oder als Computermaus oder als Drehrad in einer Computermaus oder Controllern, Spielkonsolen, Gamingequipment, Drehknopf in einer Tastatur oder anderen Geräten verwendet werden.
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Magnetorheologische Fluide weisen beispielsweise in einem Öl verteilt feinste ferromagnetische Partikel wie beispielsweise Carbonyleisenpulver auf. In magnetorheologischen Flüssigkeiten werden kugelförmige Partikel mit einem herstellungsbedingten Durchmesser von 1 bis 10 µm verwendet, wobei die Partikelgröße und Form nicht einheitlich ist. Wird ein solches magnetorheologisches Fluid mit einem Magnetfeld beaufschlagt, so verketten sich die Carbonyleisenpartikel des magnetorheologischen Fluids entlang der Magnetfeldlinien, sodass die rheologischen Eigenschaften des magnetorheologischen Fluides (MRF) abhängig von Form und Stärke des Magnetfeldes erheblich beeinflusst werden.
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Mit der
WO 2012/034697 A1 ist eine magnetorheologische Übertragungsvorrichtung bekannt geworden, die zwei koppelbare Komponenten aufweist, deren Kopplungsintensität beeinflussbar ist. Zur Beeinflussung der Kopplungsintensität ist ein Kanal mit einem magnetorheologischen Medium vorgesehen. Über ein Magnetfeld wird das magnetorheologische Medium in dem Kanal beeinflusst. In dem Kanal sind Drehkörper vorgesehen, an denen spitzwinklige und das magnetorheologische Medium enthaltende Bereiche vorgesehen sind. Der Kanal oder wenigstens ein Teil davon ist mit dem Magnetfeld einer Magnetfelderzeugungseinrichtung beaufschlagbar, um die Partikel wahlweise zu verketten und mit dem Drehkörper zu verkeilen oder freizugeben. Diese magnetorheologische Übertragungsvorrichtung kann auch an einem Drehknopf zur Bedienung von technischen Geräten eingesetzt werden. Eine solche magnetorheologische Übertragungsvorrichtung funktioniert und erlaubt die Übertragung von recht hohen Kräften oder Momenten bei gleichzeitig relativ kleiner Bauform.
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In der
WO 2012/034697 A1 ist auch ein Drehknopf oder Bedienknopf offenbart, bei dem der eigentliche Knopf um eine Welle drehbar angebracht ist. Über das Magnetfeld einer elektrischen Spule kann das Bremsmoment gesteuert werden. Wird ein höheres erzeugbares Bremsmoment gewünscht, so können statt kugelförmiger Drehkörper auch zylindrische Walzen eingesetzt werden, sodass das Magnetfeld auf einer längeren Strecke bzw. größeren Fläche wirkt. Es hat sich insbesondere bei Dreh- oder Bedienknöpfen mit relativ kleinem Durchmesser gezeigt, dass eine Verlängerung der Wälzkörper nicht unbedingt zu einer Erhöhung des maximal erzeugbaren Bremsmomentes führt. Es hat sich herausgestellt, dass dies daran liegt, dass das Magnetfeld durch die zentrale Welle geschlossen wird bzw. hindurch gehen muss. Der kleine Durchmesser der Welle begrenzt das erzeugbare Bremsmoment, da das für die Bremsung erforderliche Magnetfeld im (Wellen)material schnell gesättigt ist. Das vom Magnetfeld durchflossene Material lässt keinen höheren Magnetfluss mehr zu, weshalb auch kein stärkeres Magnetfeld zu den Walzen gelangen kann. Der kleinste vom Magnetfeld durchflossene Querschnitt im Gesamtmagnetkreis definiert den maximal möglichen Magnetfluss und damit das maximale Bremsmoment in der Bremsvorrichtung. Der Einsatz von längeren Walzen als Drehkörpern kann sich dann sogar nachteilig auf das erzeugbare Bremsmoment auswirken, da sich das Magnetfeld über die längere Walzenfläche verteilt. Es liegt eine geringere Feldstärke an. Weil die erzielbare Bremswirkung nicht linear von dem Magnetfeld abhängt, sondern bei stärkeren Magnetfeldern überproportional steigt, sinkt die erzielbare Bremswirkung dementsprechend bei schwächeren Magnetfeldern überproportional.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine magnetorheologische Bremseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere auch bei kleinen oder sogar bei sehr kleinen Durchmessern ein hohes Bremsmoment (Drehmoment) bzw. ein höheres Bremsmoment (Drehmoment) erlaubt als es im Stand der Technik der Fall ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine magnetorheologische Bremseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der magnetorheologischen Bremseinrichtung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
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Eine erfindungsgemäße magnetorheologische Bremseinrichtung weist einen feststehenden Halter und wenigstens zwei Bremskomponenten auf. Eine der beiden Bremskomponente ist mit dem Halter drehfest verbunden und die beiden Bremskomponenten sind relativ zueinander kontinuierlich drehbar. Eine erste Bremskomponente erstreckt sich in einer axialen Richtung. Die zweite Bremskomponente umfasst ein sich um die erste Bremskomponente herum drehbares und hohl ausgebildetes Mantelteil. Zwischen der ersten und der zweiten Bremskomponente ist ein umlaufender und wenigstens zum Teil und insbesondere vollständig mit einem magnetorheologischen Medium gefüllter Spalt ausgebildet. Dabei benetzt das magnetorheologische Medium die Bremskomponenten. Die erste Bremskomponente umfasst (wenigstens) eine elektrische Spule und einen sich in der axialen Richtung erstreckenden Kern aus einem magnetisch leitfähigen Material. Der Kern umfasst einen Grundkörper. An dem Kern ausgebildete Magnetfeldkonzentratoren und/oder an dem Mantelteil ausgebildete Magnetfeldkonzentratoren ragen in den Spalt hinein, sodass sich ein umlaufender Spalt mit (über dem Umfangswinkel) veränderlicher Spalthöhe ergibt. Die elektrische Spule ist um wenigstens einen Abschnitt des Kerns gewickelt, sodass ein Magnetfeld der elektrischen Spule durch den Kern und die Magnetfeldkonzentratoren und durch den (sich axial und/oder radial erstreckenden) Spalt in eine Wandung des Mantelteils hinein verläuft.
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Die erste Bremskomponente definiert eine axiale Richtung. Die erste Bremskomponente kann aber auch wenigstens örtlich zur axialen Richtung gewinkelt ausgebildet sein. Unter der Formulierung, dass sich der Kern der ersten Bremskomponente in der axialen Richtung erstreckt, wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass sich der Kern wenigstens auch im Wesentlichen in die axiale Richtung erstreckt. Der Kern kann einen Verlauf aufweisen, der einen leichten Winkel zur axialen Richtung aufweist. Beispielsweise kann der Kern auch unter einem Winkel von 2,5° oder 5° oder 10° oder 15° zur axialen Richtung ausgerichtet sein. Die Wicklung der elektrischen Spule muss ebenso nicht exakt in axialer Richtung um den Kern ausgerichtet sein. Auch die elektrische Spule kann unter einem Winkel von 5° oder 10° oder 15° oder dergleichen zur axialen Richtung um den Kern gewickelt sein. Es ist in allen Fällen aber bevorzugt, dass ein Winkel zwischen der Ausrichtung des Kerns und der axialen Richtung und ein Winkel der Wicklung der elektrischen Spule zur axialen Richtung kleiner 20° und insbesondere kleiner 10° beträgt.
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Die erfindungsgemäße magnetorheologische Bremseinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen magnetorheologischen Bremseinrichtung besteht darin, dass die elektrische Spule an der ersten Bremskomponente vorgesehen ist. Ein besonderer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Magnetfeldkonzentratoren fest mit dem Kern bzw. dem Mantelteil verbunden sind und insbesondere einstückig damit verbunden sind. Dadurch wird ein besonders einfacher Aufbau ermöglicht. Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, dass die Magnetfeldkonzentratoren nicht als sich selbst drehende oder als drehbare Wälzkörper ausgebildet sein müssen, sondern, dass auch feststehende Magnetfeldkonzentratoren zuverlässig und reproduzierbar eine starke Erhöhung des erzeugbaren Bremsmomentes zur Verfügung stellen. Die Magnetfeldkonzentratoren können entweder separat gefertigt und mit dem Kern oder dem Mantelteil fest verbunden und z. B. verschraubt, vernietet, verlötet, verschweißt oder gegebenenfalls auch verklebt oder verpresst werden. Erstaunlicher Weise ist es auch möglich, die Magnetfeldkonzentratoren an dem Mantelteil anzubringen. Insgesamt wird ein hohes Bremsmoment bei kleinem (und noch kleinerem) Bauraum erzeugt. Dadurch kann das Bremsmoment insgesamt vergrößert oder bei kleinerem Bauraum gleich gehalten werden. Es eröffnen sich auch neue Möglichkeiten, da mit einem erheblich kleineren Bauraum ein größeres Bremsmoment erzeugt werden kann als bisher.
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Vorzugsweise verläuft das Magnetfeld bzw. verlaufen die Magnetfeldlinien quer durch die erste bzw. innere Bremskomponente. Eine Verlängerung der ersten Bremskomponente erhöht dann bei gleichem Durchmesser den möglichen Magnetfluss und damit das Bremsmoment. Der meist konstruktiv nicht größer mögliche Kerndurchmesser beschränkt dann nicht den Magnetfluss.
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Bei der magnetorheologischen Bremseinrichtung bilden die Magnetfeldkonzentratoren Übertragungskomponenten. Die Magnetfeldkonzentratoren bzw. die Übertragungskomponenten sind wenigstens zum Teil und insbesondere im Wesentlichen vollständig oder vollständig von einem magnetorheologischen Medium umgeben. Insgesamt wird vorzugsweise ein magnetorheologisches Fluid als magnetorheologisches Medium eingesetzt.
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Vorzugsweise sind über dem Umfang des Spaltes mehrere Magnetfeldkonzentratoren (als Übertragungskomponenten) verteilt angeordnet. Die Magnetfeldkonzentratoren sind nicht um sich selbst herum, drehen sich aber mit der Bremskomponente, an der sie befestigt sind. Dadurch kommt es bei einer Drehung zu einer Relativbewegung im Spalt.
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Es ist möglich, dass zusätzlich zu den Magnetfeldkonzentratoren auch noch weitere Übertragungskomponenten umfasst sind, die z. B. als Wälzkörper ausgebildet sind. Unter dem Begriff „Wälzkörper“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Drehkörper zu verstehen, der geeignet ist, in dem Spalt auf der ersten bzw. zweiten Bremskomponente abzurollen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die magnetorheologische Bremseinrichtung einem feststehenden Halter und wenigstens zwei Bremskomponenten, wobei eine der beiden Bremskomponenten mit dem Halter drehfest verbunden ist und wobei die beiden Bremskomponenten relativ zueinander kontinuierlich drehbar sind, wobei sich eine erste Bremskomponente in axialer Richtung erstreckt und wobei die zweite Bremskomponente ein sich um die erste Bremskomponente herum erstreckendes hohl und innen wenigstens abschnittsweise zylindrisch ausgebildetes Mantelteil umfasst, wobei zwischen der ersten und der zweiten Bremskomponente ein umlaufender und wenigstens zum Teil mit einem magnetorheologischen Medium gefüllter Spalt ausgebildet ist. Dabei umfasst die erste Bremskomponente wenigstens eine elektrische Spule und einen sich in der axialen Richtung erstreckenden Kern aus einem magnetisch leitfähigen Material, wobei der Kern einen Grundkörper und nach außen abstehende Kernkonturen als Magnetfeldkonzentratoren umfasst, sodass sich ein umlaufender Spalt mit (mit über dem Umfangswinkel) veränderlicher Spalthöhe ergibt, und wobei die elektrische Spule um wenigstens einen Abschnitt des Kerns gewickelt ist, sodass ein Magnetfeld der elektrischen Spule durch den Kern und durch wenigstens eine daran ausgebildete nach außen abstehende Kernkontur als Magnetfeldkonzentrator und durch den sich (axial oder radial) nach außen anschließenden Spalt in eine Wandung des Mantelteils hinein verläuft.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Magnetfeldkonzentrator eine sich zum distalen Ende hin verjüngende Querschnittsfläche auf.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Magnetfeldkonzentrator am distalen Ende abgerundet ausgebildet.
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Es ist bevorzugt, dass der Kern eine Mehrzahl an Armen und/oder das Mantelteil eine Mehrzahl an Armen als Magnetfeldkonzentratoren umfasst, die radial und/oder axial abstehen. Von dem Kern stehen Arme radial nach außen und/oder axial zur Seite ab. Von dem Mantelteil stehen Arme vorzugsweise radial nach innen und/oder auch axial zur Seite ab.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass wenigstens ein Arm von einer elektrischen Spule umgeben ist. Besonders bevorzugt ist eine Mehrzahl von Armen jeweils von einer elektrischen Spule umgeben.
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Vorzugsweise ist eine radiale Länge eines (radial abstehenden) Armes kleiner als eine Länge des Armes in der axialen Richtung.
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Vorzugsweise ist wenigstens eine elektrische Spule um die Achse herum gewickelt erzeugt im Kern im Wesentlichen ein Magnetfeld in axialer Richtung erzeugt (radiale Spule).
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In besonders bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens eine elektrische Spule in axialer Richtung um den Kern gewickelt und erzeugt im Wesentlichen ein Magnetfeld in radialer Richtung (liegende Spule).
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Insbesondere bilden die Magnetfeldkonzentratoren eine (im Querschnitt) sternförmige Außenkontur bilden.
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Vorzugsweise weist das Mantelteil über wenigstens einen axialen Abschnitt eine zylindrische Innenoberfläche auf.
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Vorzugsweise erstrecken sich die Magnetfeldkonzentratoren über wenigstens ein Winkelsegment über den Außenumfang des Kerns. Insbesondere ist jedes Winkelsegment kleiner 150°.
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Vorzugsweise ist außerhalb des Winkelsegments (bzw. der Winkelsegmente) kein Magnetfeldkonzentrator angeordnet.
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Vorzugsweise ist die in axialer Richtung um den Kern gewickelte elektrische Spule außerhalb des Winkelsegments (bzw. der Winkelsegmente) an dem Kern aufgenommen. Die elektrische Spule grenzt dann insbesondere an die Oberfläche an.
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Vorzugsweise ist ein maximaler (äußerer) Durchmesser der elektrischen Spule in einer radialen Richtung innerhalb einer bzw. der Spulenebene größer als ein minimaler (äußerer) Durchmesser des Kerns in einer radialen Richtung quer und insbesondere nahezu senkrecht oder auch senkrecht zu der Spulenebene. Der minimale Durchmesser muss aber nicht senkrecht zur Spulenebene liegen.
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Vorzugsweise erstreckt sich die elektrische Spule um wenigstens einen Arm axial herum. Insbesondere ist eine radiale Spalthöhe zwischen einem Außenende eines Armes und einer Innenoberfläche des Mantelteils geringer als ein radiales Spaltmaß zwischen der Außenoberfläche der ersten Bremskomponente neben dem Arm und der Innenoberfläche des Mantelteils. Neben dem Arm kann die Oberfläche des Grundkörpers ausgebildet sein. Neben dem Arm kann auch eine Oberfläche einer Vergussmasse sein, wenn diese eingefüllt wird, um z. B. das Volumen für das magnetorheologische Medium und insbesondere magnetorheologische Fluid (MRF) zu reduzieren.
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Vorzugsweise ist die zweite Bremskomponente axial verschieblich bzw. verschiebbar an der ersten Bremskomponente aufgenommen, um einen Volumenausgleich bei Temperaturänderungen zu ermöglichen.
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Insbesondere ist die zweite Bremskomponente über zwei Lagerstellen unterschiedlicher Außendurchmesser drehbar an der ersten Bremskomponente aufgenommen, um durch eine Axialverschiebung eine Volumenänderung in einer zwischen der ersten und der zweiten Bremskomponente ausgebildeten Kammer zu bewirken.
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Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung zur wenigstens teilweisen Abschirmung der Sensoreinrichtung vor einem Magnetfeld der elektrischen Spule oder zur Abschirmung anderer Magnetfelder umfasst ist.
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Vorzugsweise umfasst die Abschirmeinrichtung wenigstens einen die Magnetringeinheit wenigstens abschnittsweise umgebenden Abschirmkörper, wobei die Abschirmeinrichtung wenigstens eine zwischen dem Abschirmkörper und der Magnetringeinheit angeordnete Trenneinheit und/oder wenigstens eine zwischen dem Abschirmkörper und dem Mantelteil angeordnete magnetische Entkopplungseinrichtung umfasst.
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Insbesondere weisen die Trenneinheit und/oder die Entkopplungseinrichtung eine um ein Vielfaches geringere magnetische Leitfähigkeit als der Abschirmkörper auf.
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Die Abschirmeinrichtung kann aus mehreren Teilen bestehen und z. B. wenigstens eine oder auch zwei axiale Ringscheibe(n) und wenigstens eine Ringhülse umfassen.
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Es ist bevorzugt, dass die Abschirmeinrichtung und die Magnetringeinheit voneinander beabstandet angeordnet sind. Dazwischen kann ein Abstandshalter angeordnet sein. In einfachen Ausgestaltungen kann ein Kunststoffteil wie ein Spritzgussteil dazwischen angeordnet sein und die Teile im definierten Abstand zueinanderhalten.
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Vorzugsweise ist zwischen den Bremskomponenten eine geschlossene (und nach außen abgedichtete) Kammer ausgebildet ist. Die zweite Bremskomponente ist an einem ersten Ende der geschlossenen Kammer an der ersten Bremskomponente (an einer ersten Lagerstelle) drehbar aufgenommen und insbesondere gelagert, wobei die geschlossene Kammer im Wesentlichen oder vollständig mit dem magnetorheologischen Medium gefüllt ist.
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Vorzugsweise ist die zweite Bremskomponente axial verschieblich an der ersten Bremskomponente aufgenommen und insbesondere gelagert, sodass sich ein Volumen der geschlossenen Kammer durch eine relative axiale Verschiebung der Bremskomponenten verändert, um einen Ausgleich für temperaturbedingte Volumenänderungen zur Verfügung zu stellen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Spule in axialer Richtung um den Kern gewickelt ist und im Wesentlichen ein Magnetfeld in radialer Richtung erzeugt. Dann ergibt sich der Vorteil, dass durch eine Verlängerung eines Magnetfeldkonzentrators in axialer Richtung ein stärkeres Bremsmoment erzeugbar ist. Gleichzeitig mit der Verlängerung des Magnetfeldkonzentrators kann (in sinnvoller Weise) auch die elektrische Spule verlängert werden, die sich in Längsrichtung der ersten Bremskomponente erstreckt. Mit einer elektrischen Spule, die in axialer Richtung länger ausgebildet ist, wird eine größere Durchtrittsfläche (vom Magnetfeld durchflossene Querschnittsfläche) für das Magnetfeld zur Verfügung gestellt. Deshalb bewirkt eine Verlängerung der ersten Bremskomponente in axialer Richtung auch eine Vergrößerung des Querschnitts des Kerns. Dadurch kann ein stärkeres Bremsmoment durch eine Verlängerung der ersten Bremskomponente in axialer Richtung erreicht werden.
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In bevorzugten Ausgestaltungen besteht wenigstens ein Teil der Magnetfeldkonzentratoren aus einem magnetisch leitfähigen Material. Es ist auch möglich, dass ein Teil der Übertragungskomponenten aus einem magnetisch nicht leitfähigen Material besteht. Werden Magnetfeldkonzentratoren eingesetzt, die aus einem magnetisch leitfähigen Material bestehen und werden gleichzeitig auch Übertragungskomponenten eingesetzt, die aus einem magnetisch nicht leitfähigen Material bestehen, so konzentriert sich das Magnetfeld im Bereich der magnetisch leitfähigen Magnetfeldkonzentratoren. Das führt zu der Konzentration des Magnetfeldes (Erhöhung der magnetischen Feldstärke) und zu einer örtlichen Verstärkung (Magnetfeldlinienkonzentration). Zum Beispiel erhöht sich die magnetische Feldstärke im Spalt dadurch von Werten von kleiner 350 kA/m auf Werte bis zu 1.000 kA/m oder darüber. Die hohe (konzentrierte) Feldstärke zieht mehr Carbonyleisenpartikel aus der magnetorheologischen Flüssigkeit an, es kommt zu einer Carbonyleisen-Anhäufung (Haufenbildung). Dies wiederum erlaubt die Generierung höherer Schubspannungen und damit Bremsmomente.
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Da der Zusammenhang zwischen erzeugbarem Bremsmoment und Stärke des Magnetfeldes nicht linear ist und da das erzeugbare Bremsmoment mit stärker werdendem Magnetfeld noch überproportional stärker wird, kann dadurch eine erhebliche Verstärkung des erzeugbaren Bremsmomentes (bei gleichem Bauraum/Abmessungen) erzielt werden. Es ist auch möglich, die Anzahl der Magnetfeldkonzentratoren entsprechend kleiner zu wählen.
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Sollten im gegebenen Bauraum höhere Bremsmomente als beim Stand der Technik bei gleichzeitig (sehr) niederen Herstellkosten gefordert sein, so kann die axiale Breite des Magnetfeldkonzentrators sehr klein und als durchgehende Scheibe (geschlossene Kontur) ausgeführt werden. Aus Herstellkostengründen kann dabei auf die Sternkontur oder ähnlich ausgestaltete radial oder axial abstehende Arme mit unterbrechenden Zwischenräumen verzichtet werden. Die speziell gewählte (sehr) kleine Breite und spezielle Kontur des Magnetfeldkonzentrators konzentriert hierbei auch das Magnetfeld und führt wie zuvor beschrieben zu hohen Feldstärken im (Ring)spalt und damit zur Carbonylpartikelkonzentration (Haufenbildung). Zwar sind die Feldstärken im Wirkspalt wegen der größeren Übergangsfläche nicht so hoch wie bei einzelnen Armen, aber für manche Anwendungen ausreichend, besonders wenn ein hoher Kostendruck vorhanden ist.
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In allen Ausgestaltungen ist es für eine Erhöhung des erzeugbaren Bremsmomentes nicht nötig, den Durchmesser der ersten Bremskomponente zu erhöhen. Dies ist deshalb sehr wichtig, weil viele Einsatzmöglichkeiten einen größeren Außendurchmesser einer Bremseinrichtung nicht zulassen bzw. ein größerer Außendurchmesser ein gravierender Wettbewerbsnachteil wäre (z.B. ein übergroßes seitliches Einstellrad bei einer Armbanduhr oder bei einem Scrollrad einer Computermaus oder bei einer Daumenwalze an einem Kraftfahrzeug). Für eine Verstärkung/Erhöhung des Bremsmomentes kann die erste Bremskomponente axial länger ausgebildet werden, was bauraumtechnisch kein bzw. ein kleinerer Nachteil ist.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass das Mantelteil an einem Drehknopf oder Drehrad ausgebildet ist oder eine solches umfasst. Vorzugsweise kann das Drehteil einstückig mit dem Drehknopf oder Drehrad gebildet werden. Bei solchen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der Drehknopf bzw. das Mantelteil „topf“-förmig ausgebildet ist. Der „Deckel“ des Mantelteils kann einstückig mit einem als Hülsenteil ausgebildeten Drehteil verbunden sein oder separat daran befestigt werden.
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Vorzugsweise besteht das Mantelteil aus einem magnetisch leitenden Material bzw. umfasst ein magnetisch leitendes Hülsenteil und stellt einen Außenring für das Magnetfeld zur Verfügung. Das Magnetfeld zu Erzeugung eines Bremsmomentes verläuft durch die erste Bremskomponente und durchtritt den Spalt an den Magnetfeldkonzentratoren, die magnetisch leitend ausgebildet sind. Von den Magnetfeldkonzentratoren aus tritt das Magnetfeld in das Mantelteil ein. Dort verlaufen die Magnetfeldlinien zurück, bevor die Magnetfeldlinien wieder in die erste Bremskomponente eintreten. Somit liegt ein geschlossener Magnetkreis bzw. liegen geschlossene Magnetfeldlinien vor.
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An den Magnetfeldkonzentratoren bildet sich unter dem Einfluss eines Magnetfeldes bei einer Relativdrehung der ersten und der zweiten Bremskomponente relativ zueinander ein Keileffekt aus, so wie er grundsätzlich in der
WO 2012/034697 A1 beschrieben ist. Die Offenbarung dieser Druckschrift wird vollständig mit in diese Anmeldung aufgenommen. Das Bremsmoment bei der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls durch den Keileffekt an den Magnetfeldkonzentratoren erzeugt, auch wenn die Magnetfeldkonzentratoren sich nicht um sich selbst drehen können, sondern an der ersten oder zweiten Bremskomponente befestigt sind.
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Vorzugsweise ist wenigstens eine radiale Wandstärke des Mantelteils bzw. des Hülsenteils des Mantelteils wenigstens halb so groß wie eine Spaltbreite des Spaltes und/oder eine radiale Länge eines Magnetfeldkonzentrators. Vorzugsweise ist eine radiale Wandstärke (des Hülsenteils) des Mantelteils größer als 3/4 der Spaltbreite des Spaltes. Die radiale Wandstärke (des Hülsenteils) des Mantelteils kann insbesondere auch größer sein als eine radiale Länge eines Magnetfeldkonzentrators. Durch eine genügende Wandstärke des aus einem magnetisch leitenden Materials bestehenden Mantelteils bzw. des Hülsenteils des Drehteils kann gewährleistet werden, dass die gewünschte Feldstärke des Magnetfeldes im Bereich der Wälzkörper erzeugt werden kann, um ein hohes Bremsmoment erzeugen zu können.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass eine Länge der ersten Bremskomponente in der axialen Richtung größer ist als eine Länge einer Magnetfeldkonzentrators in der axialen Richtung. Wenn der Magnetfeldkonzentrators in der axialen Richtung kürzer ausgebildet ist als die erste Bremskomponente führt dies zu einer dreidimensionalen Konzentration des Magnetfeldes im Randbereich des Magnetfeldkonzentrators. Das Magnetfeld kann den Spalt praktisch nur in den Abschnitten durchtreten, in denen sich ein Magnetfeldkonzentrator befindet.
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Vorzugsweise ist eine Länge des Spaltes in der axialen Richtung wenigstens doppelt so groß wie eine Länge eines Magnetfeldkonzentrators in axialer Richtung. Möglich und bevorzugt ist es auch, dass zwei oder mehr Magnetfeldkonzentratoren in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.
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Vorzugsweise ist die erste Bremskomponente im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und umfasst einen zylindrischen Grundkörper als Kern und die elektrische Spule bzw. die elektrischen Spulen. Möglich ist es auch, dass beispielsweise eine Kugel zum Lagern eines Drehknopfes umfasst ist, die am distalen Ende zentral angeordnet sein kann, um eine einfache Lagerung zwischen der ersten Bremskomponente und der zweiten Bremskomponente zur Verfügung zu stellen.
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Die elektrische Spule kann bei Einsatz einer „liegenden Spule“ in Axialnuten und Quernuten des zylindrischen Grundkörpers (der ersten Bremskomponente) gewickelt sein. Bei Einsatz einer „radialen Spule“ kann die elektrische Spule in einer umlaufenden Nut gewickelt sein. Vorzugsweise sind die jeweiligen Nuten wenigstens teilweise mit Vergussmasse gefüllt. Dadurch wird verhindert, dass in den Bereich der Spulendrähte magnetorheologisches Medium bzw. magnetorheologisches Fluid eintritt. Das könnte zu einer Entmischung des Fluids führen.
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Vorzugsweise weist der Halter eine Kabeldurchführung auf. Durch den Halter bzw. durch die Kabeldurchführung des Halters können Anschlusskabel für die Spule und/oder Sensorkabel und dergleichen mehr geführt werden. Dadurch werden eine leichte Montage und eine kostengünstige Herstellung ermöglicht.
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Vorzugsweise weist der Halter eine Aufnahme zur drehfesten Verbindung mit der ersten Bremskomponente auf. Dabei kann der Halter die erste Bremskomponente kraftschlüssig und/oder formschlüssig aufnehmen. Im Betrieb wird das Bremsmoment zwischen der ersten Bremskomponente und der zweiten Bremskomponente über den Halter abgeführt.
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Vorzugsweise weist der Halter eine zylindrische Lauffläche für ein Lager auf und stützt das Mantelteil drehbar auf dem Halter ab.
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An der zylindrischen Lauffläche ist vorzugsweise eine Dichtung zum Abdichten des Spaltes angeordnet, wobei die Dichtung insbesondere näher an dem Spalt angeordnet ist als das Lager. Dadurch wird das Lager zuverlässig vor dem magnetorheologischen Medium geschützt. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht einen kompakten Aufbau und einen zuverlässigen Betrieb. Das Lager kann z. B. ein Gleit- oder Wälzlager sein.
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Vorzugsweise ist die zylindrische Lauffläche gehärtet und/oder weist eine höhere Oberflächenqualität als die radial äußere Oberfläche der Aufnahme auf. Dadurch können Fertigungskosten verringert werden.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen weist die zylindrische Lauffläche einen Außendurchmesser auf, der wenigstens 3 mm kleiner ist als ein Außendurchmesser der Aufnahme des Halters.
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Vorzugsweise ist der Halter an einer Konsole oder einer anderen Komponente befestigt.
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In bevorzugten Weiterbildungen umfasst eine Gerätekomponente wenigstens eine magnetorheologischen Bremseinrichtung, wie zuvor beschrieben. Eine solche Gerätekomponente kann wenigstens eine Benutzerschnittstelle, ein Bedienpanel, ein Display, ein berührungsempfindliches Display mit oder ohne haptischem Feedback und/oder wenigstens einen Sensor umfassen.
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Möglich ist auch die Verwendung in einer haptischen Bedieneinrichtung, die wenigstens eine magnetorheologischen Bremseinrichtung umfasst. Vorzugsweise ist weiterhin eine Benutzerschnittstelle, ein Bedienpanel, ein Display, ein berührungsempfindliches Display mit oder ohne haptischem Feedback und/oder wenigstens ein Sensor umfasst. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht neben der Bedienung auch gleichzeitig die Anzeige oder Ausgabe von Informationen während der Bedienung. Damit wird beispielsweise ein Bedienknopf mit gleichzeitigem Ausgabedisplay ermöglicht.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass an dem Halter ein druckempfindlicher Sensor angebracht ist oder dem Halter ein solcher Sensor zugeordnet ist. Beispielsweise kann in dem Halter ein druckempfindlicher Sensor angebracht sein. Möglich ist es aber auch, dass ein Piezo-Sensor am Unterteil etc. angebracht ist. Der Halter kann auch zweiteilig ausgebildet sein und eine axiale Verschiebung der beiden Teile gegeneinander registrieren. Dabei kann eine haptische Rückmeldung erfolgen.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass eine Differenz zwischen einem lichten Innendurchmesser (des Hülsenteils) des Mantelteils und einem Außendurchmesser der ersten Bremskomponente größer 3 mm und kleiner 90 mm beträgt. Es ist ebenso bevorzugt, dass ein Außendurchmesser des (Hülsenteils) Mantelteils zwischen 5 mm oder 10 mm und 120 mm beträgt. Vorzugsweise beträgt eine Höhe des Mantelteils zwischen 5 mm und 120 mm. In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass eine Steuereinrichtung umfasst ist, welche dazu ausgebildet ist, mit der elektrischen Spule eine variable Bremswirkung hervorzurufen.
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Insgesamt arbeitet die vorliegende Erfindung besonders bevorzugt nach dem Grundprinzip der Keilklemmung, wobei ein Magnetfeldkonzentrator mit einem gewissen Abstand an den Wänden vorbei streift. Durch ein Magnetfeld entsteht der Keileffekt, sodass ein hohes Bremsmoment erzeugbar ist.
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Durch den Einsatz einer „liegenden Spule“ kann zudem noch eine bessere Skalierbarkeit erreicht werden. Dadurch wird es möglich, mittels längerer Magnetfeldkonzentratoren und einer axial längeren elektrischen Spule ein skalierbares und größeres Bremsmoment erzeugt. Dabei muss der Durchmesser der ersten Bremskomponente nicht größer gewählt werden, um ein entsprechendes Magnetfeld durchzuleiten, denn mit einer axialen Verlängerung des Kerns wird auch die Fläche des Kerns (Querschnittsfläche) größer. Gegebenenfalls kann die axiale Länge auch erheblich reduziert werden, wenn nur ein relativ geringes Bremsmoment benötigt wird. Der Bauraum kann dementsprechend angepasst werden.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass auch für eine Großserie das Herausführen des elektrischen Anschlusskabels für die elektrische Spule einfach möglich ist. Es kann über einfache Mittel eine Dichtheit der magnetorheologischen Bremseinrichtung und ein Skalieren ermöglicht werden.
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Grundsätzlich kann über längere Magnetfeldkonzentratoren ein größeres Moment von der magnetorheologischen Bremseinrichtung erzeugt werden, da die Wirklänge steigt. Gleichzeitig wird durch die größere Kernfläche gewährleistet, dass die Magnetfeldkonzentratoren immer einer entsprechenden magnetischen Flussdichte ausgesetzt werden. Die Magnetfeldstärke beim „Keil“ an den Magnetfeldkonzentratoren kann höher gewählt werden als im Stand der Technik. Es können lange Magnetfeldkonzentratoren oder mehrere axial versetzte Magnetfeldkonzentratoren eingesetzt werden, denen ein genügend starkes Magnetfeld zugeleitet werden kann.
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Insbesondere geht das von elektrischen Spule erzeugte Magnetfeld bei Einsatz einer „radialen Spule“ radial durch den Kern, dann durch die Magnetfeldkonzentratoren und schließt sich über das (Hülsenteil bzw.) das Mantelteil bzw. den Außenzylinder. Dabei schließen sich die Magnetfeldlinien einmal in der einen und z. B. unteren bzw. linken und einmal in der anderen und z.B. oberen bzw. rechten Hälfte des Mantelteils. In einfachen Ausgestaltungen verläuft der Magnetfluss somit im Wesentlichen zweidimensional.
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Dabei ist es egal, wie lang oder hoch die Magnetfeldkonzentratoren ausgebildet werden. Dadurch kann eine beliebige Skalierung in der Länge erreicht werden, da die Magnetfeldübertragungsfläche mit wächst. Bei konzentrisch um die Längsrichtung der ersten Bremskomponente gewickelten elektrischen Spulen („radialen Spulen“) bleibt die Querschnittsfläche im Kern hingegen gleich und kann ein Nadelöhr für das Magnetfeld bilden, solange der Durchmesser nicht verändert wird. Ein größerer Durchmesser der ersten Bremskomponente ändert aber auch den Bauraumbedarf, die Einbauabmessungen und das Gewicht der magnetorheologischen Bremseinrichtung. Vorteilhaft ist, dass sich bei den nun eingesetzten feststehenden Magnetfeldkonzentratoren nicht die Drehzahl von Wälzkörpern ändert, was nachteilig sein kann.
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Werden längere Magnetfeldkonzentratoren eingesetzt, so kann der Bremseffekt eines sich in axialer Richtung lang erstreckenden Magnetfeldkonzentrators besser sein als bei zwei kurzen, die die gleiche Gesamtlänge aufweisen. Das liegt unter anderem daran, dass die Flüssigkeit abstandsmässig länger verdrängt werden muss, da der Rand weiter entfernt ist (hydrodynamischer Druck).
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In bevorzugten Ausgestaltungen weist die magnetorheologische Bremseinrichtung einen Durchmesser (des Hülsenteils) des Mantelteils von zwischen etwa 5 und 80 mm (+/- 20%) auf in bevorzugten Ausgestaltungen etwa 10 bis 40 mm.
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Ingesamt stellt die Erfindung eine vorteilhafte magnetorheologische Bremseinrichtung („MRF Bremse“) zur Verfügung. Dabei ist der Außendurchmesser der MRF Bremse besonders bei haptischen Anwendungen meist vorgegeben. Hier gibt es ergonomische Richtlinien. Deshalb kann der Kernquerschnitt generell nicht so einfach vergrößert werden, weil damit der Außendurchmesser auch größer wird (Knopf- oder Daumenrad- oder Mausradaußendurchmesser; Fläche für die Finger). Zudem benötigt man mit größer werdendem Außendurchmesser wieder mehr Sperrmoment, da der Momentenabstand deswegen größer wurde (Die Fingerkraft, also die (Tangential)kraft zwischen den Betätigungsfinger(n) und dem Bremselement bzw. dem Außenoberfläche des Bremselements muss bzw. sollte gleich bleiben, da einerseits vom Benutzer nur eine bestimmte Kraft aufgebracht werden kann und die notwendigen Kräfte an den Fingern (Fingerspitzen) für das Wohlbefinden bei der Betätigung (Bedienqualität) wichtig sind).
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Die elektrische Spule (Elektrospule) kann sich in bevorzugten Ausgestaltungen axial erstrecken. Das von der Spule erzeugte Magnetfeld geht dann radial durch den Kern, dann durch die Magnetfeldkonzentratoren und schließt sich über den Außenzylinder (jeweils durch die entgegengesetzten Hälften). Dies bleibt immer gleich, egal wie hoch (oder lang) die Wälzkörper bzw. MRF Bremse ist.
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Die Erfindung erreicht das Ziel, eine möglichst einfache aber dennoch gut skalierbare MRF Bremse mit hohem Bremsmoment bei einem kompakten Außendurchmesser zu erhalten.
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Statt einer (zylindrischen) Spulendraht kann auch ein Flachmaterial aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Werkstoff verwendet werden.
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Der Kern, die Magnetfeldkonzentratoren und der Außenzylinder können aus einem einfachen Stahl (z. B. S235), ohne große Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und -härte, gefertigt sein, welcher vorzugsweise gute magnetische Eigenschaften aufweist.
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Der Kern samt elektrischer Spule und Vergussmasse werden vorzugsweise in einem „Halter“ zentriert und fixiert (kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung) und das Gegendrehmoment über diesen an eine Konsole oder Grundplatte oder Aufnahmeplatte oder ein Gehäuse abgeleitet. Der Halter hat vorzugsweise eine Bohrung, durch welche die Kabel geführt werden. Vorzugsweise dichtet ein Dichtelement (z. B. O-Ring) das Kabel gegenüber dem Halter bzw. dem Innenraum ab, sodass vom Innenraum keine Flüssigkeit über das Kabel nach außen gelangen kann. Zusätzlich zum (Spulen-)Kabel kann auch ein Temperatursensorkabel oder anderes Sensorkabel durch diese Öffnung geführt werden.
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Der Halter kann auch aus einem anderen Material wie der Kern, Walzkörper oder Außenzylinder hergestellt sein. Die Durchmesserreduktion des Halters an der Lauffläche hat den Vorteil, dass der Reibradius für das Dichtelement geringer wird, was die Gesamtreibung reduziert. Zudem kann wegen der dadurch erhöhten Bauhöhe ein Lagerelement verwendet werden, welches den gleichen Lageraußendurchmesser aufweist wie der Innendurchmesser des Mantelteils. Dies reduziert die Herstellkosten vom Mantelteil, es wird kein fertigungstechnischer Absatz (Eindrehung) benötigt. Die bevorzugte Walzkörperhöhe liegt zwischen 3 und 6 mm, kann aber auch 1 oder 2 mm sein. In diesem Bereich ist es schwierig, gute Lager oder Dichtelemente zu erhalten, wenn der Innendurchmesser vom Halter nicht zusätzlich Bauhöhe schafft.
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Über dem Außenzylinder bzw. dem Mantelteil kann ein dekoratives oder anderes Element angebracht werden, z. B. ein gummierter Knopf.
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Axial oben gesehen ist zwischen dem Außenzylinder und der Vergussmasse vorzugsweise eine Kugel oder ein kugelförmiges kugelförmiges oder kugelähnliches Bauteil (kann auch eine Halbkugel sein). Dies führt die zwei Teile relativ zueinander. Vorzugsweise ist die Kugel in der Vergussmasse fixiert und die innere axiale Stirnseite des Außenzylinders dreht sich relativ dazu. Damit wird eine einfache, reibungsarme und kostengünstige Lagerung (Lagerstelle) geschaffen. Möglich ist auch eine Kegelform oder dergleichen. Statt dieser Art der Lagerung kann aber auch jede andere Art der Lagerung gewählt werden (z. B. Gleit- oder Wälzlagerung).
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Vorzugsweise besteht zumindest eine vom Magnetfeld durchflossene Komponente wenigstens teilweise oder vollständig aus dem Werkstoff FeSi3P.
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Grundsätzlich kann eine Sternkontur nicht auf den Kern aufgebracht werden, sondern auch von innen in das umgebende Mantelteil oder Hülsenteil. Eine solche Konstruktion kann Vorteile bei der Spulenauslegung bringen. Außerdem gewinnt man Platz. Es können auch in diesem Fall verschiedene Spulenvarianten gewählt werden. Möglich ist eine axiale Spule bzw. „liegende Spule“. Möglich ist auch eine Spule, die um die Drehachse herum gewickelt ist. Vorzugsweise ist radial außerhalb der elektrischen Spule kein Kernmaterial mehr vorhanden, da sonst das Magnetfeld darüber geschlossen werden könnte, wodurch magnetische Verluste entstehen können. Denkbar ist es auch, mehr als eine „liegende Spule“ zu verwenden, je nachdem, wie man sie positioniert. Eine radiale Spule wäre auch gut denkbar, da so das Feld über alle „Zähne“ bzw. Magnetfeldkonzentratoren gleichzeitig geschlossen wird.
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In bevorzugten Weiterbildungen aller Ausgestaltungen hängt das maximal erzeugbare Drehmoment (Feldstärkenverlauf im Wirkspalt; Keileffekt) und/oder die Reaktionszeit (die Zeit, bis das Moment bei schlagartiger Bestromung oder Stromsprüngen anliegt = Sprungantwort) von dem gewähltem Einlaufwinkel bei den Armen bzw. den jeweils distalen Enden der Magnetfeldkonzentratoren ab. Der durch die Außengestaltung des radialen Endes der Arme und der Gegenfläche erzeugte Winkel und die Flächenlänge beeinflusst beim Aufbau eines Magnetfeldes bzw. der Feldstärke im Wirkspalt das maximal erzeugbare Drehmoment und die Reaktionszeit. Flachere (kleinere) Einlaufwinkel und/oder längere Flächen erhöhen das erzielbare Moment. Größere (steilere) Einlaufwinkel und oder kürzere Flächen verkürzen die Reaktionszeit.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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In den Figuren zeigen:
- 1a-1f schematische dreidimensionale Ansichten von Gerätekomponenten mit einer magnetorheologischen Bremseinrichtung;
- 2 einen Querschnitt einer weiteren Gerätekomponente mit einer magnetorheologischen Bremseinrichtung;
- 3a-3b schematische Querschnitte der magnetorheologischen Bremseinrichtung nach 2;
- 4 einen anderen Querschnitt einer magnetorheologischen Bremseinrichtung;
- 5 weitere schematische Querschnitte einer magnetorheologischen Bremseinrichtung im Schnitt;
- 6 noch einen schematischen Querschnitt einer magnetorheologischen Bremseinrichtung;
- 7a-7d eine weitere Gerätekomponente; und
- 8a-8c mögliche Drehmomentverläufe über dem Drehwinkel einer magnetorheologischen Bremseinrichtung einer erfindungsgemäßen Gerätekomponente.
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1a bis 1f zeigen mehrere erfindungsgemäße Gerätekomponenten 200, in denen die magnetorheologische Bremseinrichtung 1 eingesetzt werden kann. Die Gerätekomponenten 200 sind jeweils als haptische Bedieneinrichtung 100 ausgeführt.
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1a zeigt einen haptischen Bedienknopf 101. Der Bedienknopf ist über die Konsole 50 befestigt. Der Bedienknopf 101 wird über das Mantelteil 13 oder Hülsenteil 13e bedient. Die Benutzerschnittstelle 43 kann zusätzlich genutzt werden, um Informationen zu übermitteln.
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In 1b ist die Gerätekomponente 200 als Daumenwalze 102 mit haptischer Bedieneinrichtung 100 dargestellt. Die Daumenwalze 102 ist bevorzugt beispielsweise in Lenkrädern einsetzbar. Die Daumenwalze ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Die Daumenwalze 102 kann allgemein je nach Einbausituation auch mit jedem anderen Finger nutzbar sein.
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In 1c und 1d ist die erfindungsgemäße Gerätekomponente 200 als Computermaus 103 ausgeführt. Die haptische Bedieneinrichtung 100 ist in dem Mausrad 106 untergebracht. Die magnetorheologische Bremseinrichtung 1 kann genutzt werden, um ein haptisches Feedback zu steuern.
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1d zeigt einen Joystick 104 als haptische Bedieneinrichtung 100, in welchem eine magnetorheologische Bremseinrichtung 1 untergebracht ist. Außerdem ist die erfindungsgemäße magnetorheologische Bremseinrichtung 100 auch in einem Gamepad 105 bevorzugt nutzbar, um dem Spieler in Abhängigkeit der Spielsituation ein haptisches Feedback zu geben.
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In diesen Ausführungsbeispielen weist die magnetorheologische Bremseinrichtung 1 ein Mantelteil 13 oder Drehteil bzw. Hülsenteil 13e auf, welches drehbar aufgenommen ist. Das zur Drehung des Mantelteils 13 oder Drehteils 13 erforderliche Drehmoment ist einstellbar.
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Auf der Oberseite der magnetorheologischen Bremseinrichtung 1 kann eine Benutzerschnittstelle 43 angeordnet sein. Eine solche Benutzerschnittstelle 43 kann beispielsweise als Anzeigeeinrichtung oder auch als berührungsempfindliche Eingabemöglichkeit (Touchpad, Bewegungs- und Gestensteuerung, Bilderkennung ...) ausgebildet sein.
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Eine haptische Bedieneinrichtung 100 kann beispielsweise zur Bedienung von Maschinen, Medizingeräten oder zur Verwendung im und für das Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Möglich ist auch der Einsatz an sonstigen Geräten oder anderen Vorrichtungen.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Gerätekomponente 200 im Schnitt mit einer erfindungsgemäßen magnetorheologischen Bremseinrichtung 1. Es sind die Quernuten 32 erkennbar, in denen die elektrische Spule 26 der Magnetfelderzeugungseinrichtung 113 an den axialen Enden des Kerns 21 gewickelt ist. In axialer Richtung ist zum Abschluss an beiden Enden jeweils Vergussmasse 28 vorgesehen. Im Bereich der Kabeldurchführung 35 ist eine separate Dichtung über beispielsweise den eingezeichneten O-Ring oder dergleichen vorgesehen.
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Eine Länge bzw. Höhe 13c des Magnetfeldkonzentrators 80 und des Mantelteils 13 bzw. des Hülsenteils 13e oder der zweiten Bremskomponente 3 in axialer Richtung 20 beträgt vorzugsweise zwischen 1 mm und 100 mm oder zwischen 5 mm und 90 mm. Außen kann auf der zweiten Bremskomponente 3 ein Überzug 49 angebracht sein, sodass das äußere Erscheinungsbild des Drehknopfes 23 im Wesentlichen durch die Oberfläche des Überzugs 49 bestimmt wird.
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Das Material des Hülsenteils 13e oder des Mantelteils 13 insgesamt ist magnetisch leitend und dient zur Schließung des Magnetkreises. Eine Wandstärke 13d des Hülsenteils 13e ist vorzugsweise wenigstens halb so groß wie eine radiale Erstreckung der Magnetfeldkonzentratoren 80.
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Der Durchmesser 36a der Aufnahme 36 ist vorzugsweise erheblich größer als der Durchmesser 37a der zylindrischen Lauffläche 37. Dadurch wird die Reibung an der Dichtung 38 reduziert. Außerdem können standardisierte Lager eingesetzt werden.
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Es ist auch möglich, den Kern 21 und auch den Halter 4 zweiteilig auszuführen. Bevorzugt verläuft die Trennung entlang der in 2 gezeichneten Mittellinie, wodurch sich eine linke und rechte (Kern)hälfte ergibt. Die zwei Kernhälften können durch ein magnetisch nicht leitendes Element (z. B. Dichtung) voneinander beabstandet sein. Vorzugsweise ist das Vergussmassenvolumen 28 dann ein Teil der Kernhälfte(n), wodurch sich ein Halbkreiselement mit einer umlaufenden Nut auf der Trennfläche für die Elektrospule 26 ergibt. Weiters bevorzugt wird die Aufnahme 36 auch in zwei Hälften getrennt. Eine Aufnahmehälfte kann auch mit einer Kernhälfte einen Teil bilden (einteilig ausgeführt werden) oder eine Kernhälfte mit einer kompletten Aufnahmeeinheit 36 einteilig ausgeführt werden.
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Hier ist die haptische Bedieneinrichtung 100 mit der magnetorheologischen Bremseinrichtung 1 einseitig gelagert. Die zweite Bremskomponente 3 ist hier nur an dem ersten Ende der geschlossenen Kammer 110 an einem Endabschnitt 121 der ersten Bremskomponente 2 aufgenommen, d. h. die zweite Bremskomponente 3 ist lediglich an der ersten Lagerstelle 112 durch die Lagerung 30 gelagert. Bei einer Änderung des Volumens innerhalb der geschlossenen Kammer kann sich die zweite Bremskomponente 3 leicht hin und her bewegen. Hierbei ist wieder angenommen, dass die erste Bremskomponente 2 feststeht. In diesem Fall fährt ein Teil des Durchmessers 116 der ersten Bremskomponente 2 an der ersten Lagerstelle 112 aus oder ein. Das Volumen 114 der geschlossenen Kammer 110 verändert sich. Vorteilhaft ist das System innerhalb des gegebenen Bewegungsspielraums praktisch immer bei Umgebungsdruck. Eine zusätzliche Belastung der Dichtung 38 wird verhindert.
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3a und 3b zeigen verschiedene schematische Querschnitte der magnetorheologischen Bremseinrichtung 1, die bei den Gerätekomponenten 200 nach 2 und auch anderen Ausführungsbeispielen einsetzbar sind.
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Die innere Bremskomponente 2 ist feststehend ausgebildet und wird von der kontinuierlich drehbaren Bremskomponente 3 umgeben. Die zweite Bremskomponente 3 weist ein sich um die erste Bremskomponente herum drehbares und hohl und innen zylindrisch ausgebildetes Mantelteil 13 auf. Erkennbar ist der zwischen der ersten und der zweiten Bremskomponente 2, 3 umlaufende Spalt 5. Der Spalt 5 ist hier wenigstens zum Teil und insbesondere vollständig mit einem magnetorheologischen Medium 6 gefüllt.
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Die erste Bremskomponente 2 weist den sich in der axialen Richtung 20 erstreckenden Kern 21 aus einem magnetisch leitfähigen Material und eine elektrische Spule 26 auf, die in axialer Richtung 20 um den Kern 21 gewickelt ist und eine Spulenebene 26c aufspannt. Das Magnetfeld 8 der elektrischen Spule 26 erstreckt sich quer zu der axialen Richtung 20 durch die erste Bremskomponente 2 bzw. den Kern 21.
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Es ist klar erkennbar, dass ein maximaler äußerer Durchmesser 26a der elektrischen Spule 26 in einer radialen Richtung 26d innerhalb der Spulenebene 26c größer ist als ein minimaler äußerer Durchmesser 21b des Kerns 21 in einer radialen Richtung 25 quer und z. B. senkrecht zu der Spulenebene 26c.
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Die Magnetfeldkonzentratoren 80 ragen radial nach außen von dem Grundkörper des Kerns 21 ab. Der Verlauf des Magnetfeldes 8 ist beispielhaft in 3a eingezeichnet.
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Die elektrische Spule ist außerhalb der Winkelsegmente 61 und 62 angeordnet. Außerhalb der Winkelsegmente 61 und 62 befinden sich keine Magnetfeldkonzentratoren 80.
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Die Kerne 21 weisen nach außen abstehende Arme 83 als Magnetfeldkonzentratoren 80 auf, die sich von dem Grundkörper 33 aus radial nach außen erstrecken. In 3a und 3b ist die Kammer 110 zwischen dem Kern 21 und dem Mantelteil 13 vollständig mit MRF gefüllt.
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Der maximale äußere Durchmesser 26a der Spule 26 ist größer als der minimale Kerndurchmesser 21b. Die radiale Erstreckung des Spaltes 5 variiert über dem Umfang. An den äußeren Enden der Magnetfeldkonzentratoren 80 liegt nur ein geringe radiale Spalthöhe 85 vor, während ein radiales Spaltmaß 87 zwischen der Bremskomponente 2 und der Bremskomponente 3 an anderen Stellen erheblich größer ist.
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Die radiale Spalthöhe 85 zwischen einem Außenende eines Armes 83 und einer Innenoberfläche 67 des Mantelteils 13 ist aber erheblich geringer als ein radiales Spaltmaß 87 zwischen der Außenoberfläche 86 (d.h. dem Kern 21 direkt oder auch einer Oberfläche einer Vergussmasse 28 an dem Kern) der ersten Bremskomponente 2 neben dem Arm 83 und der Innenoberfläche 67 des Mantelteils 13.
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3b zeigt eine Variante von 3a, bei der zur Verkleinerung des MRF-Volumens die Kammer 100 über einen zylindrischen Abschnitt mit Vergussmasse 28 gefüllt ist. Dadurch sinkt das benötigte Volumen an MRF. Das radiale Spaltmaß 87 wird deutlich verkleinert, bleibt aber erheblich (wenigstens Faktor 2 oder 3 oder 5 oder 10) größer als die radiale Spalthöhe 85. Dadurch wird sichergestellt, dass der beschriebene Keileffekt auftritt. Die MRF-Partikel verketten sich in den spitzwinkligen Bereichen und bilden eine Art Keil, der zu einem erheblichen Bremsmoment führt. In den 3a und 3b bilden die Magnetfeldkonzentratoren 80 eine Art von radialen Armen 83.
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4 zeigt zwei schematische Querschnitte anderer Ausführungsformen, bei denen die Magnetfeldkonzentratoren 80 durch einzelne nach außen abstehende radiale Arme 83 ausgebildet werden, wobei die radialen Arme 83 einstückig mit dem Kern 21 ausgebildet sind und aus einem gut magnetisch leitenden Material bestehen.
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Hier ist jeder einzelne Arm 83 von einer elektrischen Spule 26 der Magnetfelderzeugungseinrichtung 113 umwickelt. Die elektrischen Spulen 26 werden vorzugsweise gemeinsam angesteuert. Die distalen und hier radial äußeren Enden 82 der Arme 83 können keilförmig, abgerundet oder auch eckig ausgebildet sein. Bei radial nach innen abstehenden Armen 83 als Magnetfeldkonzentratoren 81 kann dementsprechend das radial innere Ende als distales Ende 82 keilförmig, abgerundet oder auch eckig ausgebildet sein. Durch die Form werden das maximal erzeugbare Moment und die Reaktionszeit beeinflusst.
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Die Armhöhe 84 ist erheblich größer (Faktor 10, 50, 100 und weit mehr) als die radiale Spalthöhe 85 zwischen einem Außenende eines Armes 83 und einer Innenoberfläche 67 des Mantelteils 13.
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Die radiale Spalthöhe 85 zwischen einem Außenende eines Armes 83 und einer Innenoberfläche 67 des Mantelteils 13 ist aber erheblich geringer als ein radiales Spaltmaß 87 zwischen der Außenoberfläche 86 (Kern 21 oder auch Oberfläche einer Vergussmasse 28) der ersten Bremskomponente 2 neben dem Arm 83 und der Innenoberfläche 67 des Mantelteils 13. Vorzugsweise ist das Verhältnis größer 2, 5 oder 10 oder mehr. Eine gewisse Vergrößerung ist wichtig für die Keilbildung.
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In 5 sind drei verschiedene Außenkonturen eines Kerns 21 an einem mit einem zylindrischen Hohlraum ausgebildeten Mantelteil 13 abgebildet. Die radial nach außen abstehenden Magnetfeldkonzentratoren 80 können unterschiedlich geformt sein. Die nach außen ragenden Magnetfeldkonzentratoren 80 bilden einen über dem Umfang variablen Spalt 5, sodass das Magnetfeld 8 im Bereich der Magnetfeldkonzentratoren 80 gebündelt wird, wenn es von dem Kern 21 in das Mantelteil 13 übertritt.
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Rein schematisch dargestellt ist in der linken Abbildung von 5 eine gestrichelte Variante, bei der die Magnetfeldkonzentratoren 81 nach innen abstehen und innen der Kern 21 vorgesehen ist. Dann entsteht ein umgekehrtes Bild. Durch die Formung der Enden der Magnetfeldkonzentratoren 80 bzw. 81 können unterschiedliche Eigenschaften erreicht werden. So kann der Fokus auf ein höheres Bremsmoment oder eine schnelle Reaktionszeit gesetzt werden.
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6 zeigt eine schematische Variante mit einem zentralen zylindrischen Kern 21 und einem Mantelteil 13, von dem periodisch radial nach innen Magnetfeldkonzentratoren 81 abstehen. Eine stark schematische Magnetfeldlinie 8 ist eingezeichnet, die radial den Spalt 5 zwischen dem Kern 21 und einem Magnetfeldkonzentrator 81 durchtritt. An der Engstelle verkettet sich ein Haufen der Partikel 19 des MRF und bildet einen Keil in einem spitzwinkligen Bereich 10, der ein hohes Bremsmoment erzeugt.
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Neben der dargestellten Variante, bei der die elektrische Spule in axialer Richtung um den Kern gewickelt ist, ist auch eine Variante möglich, bei der die elektrische Spule 26 radial um die Drehachse (2) herum gewickelt ist.
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7a bis 7e zeigen eine weitere Ausführungsform einer Gerätekomponente 200, die über eine magnetorheologische Bremseinrichtung 1 verfügt und Bremskomponenten 2 und 3 umfasst. Es wird wieder eine „liegende oder axiale Spule“ verwendet, bei der die elektrische Spule 26 in axialer Richtung 20 um den Kern 21 gewickelt ist und wieder einen maximalen radialen Spulendurchmesser 26a aufweist, der größer ist als ein minimaler Kerndurchmesser 21b des Kerns 21. Auch hier sind radial nach außen abstehende Magnetfeldkonzentratoren 80 vorgesehen, die das Magnetfeld in dem dünnen radialen Spalt konzentrieren und für den Keileffekt sorgen. Es handelt sich nicht um eine konventionelle Scherdämpfung, weil sich die Spalthöhe des Spalts 5 über dem Umfang massiv ändert. Hier sind horizontale Linien eingezeichnet, die den radialen Ausgangspunkt für die Magnetfeldkonzentratoren 80 zeigen. Außerhalb der Magnetfeldkonzentratoren 80 ist die Spalthöhe sehr viel größer (hier Faktor > 50 oder 100 oder 1000).
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Hier ist die Gerätekomponente 200 als haptische Bedieneinrichtung 100 und im Detail als Bedienknopf 101 ausgeführt. Die zweite Bremskomponente 3 ist an dem ersten Ende 111 der geschlossenen Kammer 110 an der Lagerstelle 112 aufgenommen. Außerdem ist die die zweite Bremskomponente 3 an der zweiten Lagerstelle 118 an dem zweiten Ende 115 der geschlossenen Kammer 110 an der ersten Bremskomponente 2 aufgenommen. Durch die Lagerung werden Kräfte in die (globale) radiale Richtung 122 aufgenommen, während die Bremskomponenten 2, 3 weiterhin relativ axial zueinander verschiebbar sind.
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Hier wird die Lagerung mittels eines Achsstummels 119 mit dem Durchmesser 117 an der zweiten Lagerstelle 118 realisiert. Der Dichtring 46 hindert das magnetorheologische Medium 6 daran, in den Bereich hinter den Achsstummel 119 zu fließen.
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Der Durchmesser 117 an der zweiten Lagerstelle 118 ist hier deutlich kleiner ausgeführt als der Durchmesser 116 an der ersten Lagerstelle 112. So wird auch hier bei einer axialen Verschiebung eine Volumenänderung ermöglicht. Temperaturbedingte Volumenänderungen und durch Leckagen bedingte Volumenänderungen können kompensiert werden. Hierzu erfolgt eine relative axiale Verschiebung der ersten Bremskomponente 2 zur zweiten Bremskomponente 3. Um die Drosselwirkung über den Spalt 5 bei einer axialen Verschiebung zu reduzieren, kann ein Ausgleichskanal 120 vorgesehen sein, welcher die beiden Bereiche nahe der Lagerstellen 112, 118 miteinander verbindet.
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Außerdem ist auch hier eine Sensoreinrichtung 70 zur Detektion einer Winkelstellung der haptischen Bedieneinrichtung 100 vorhanden. Der Magnetfeldsensor 72 ist in der feststehenden Aufnahme 4 bzw. der ersten Bremskomponente 2 integriert. An der Aufnahme 36 ist das Kabel 45 des Magnetfeldsensors 72, d. h. die Sensorleitung 73 durch die Kabeldurchführung 35 nach außen geführt.
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Das erste Achsteil bzw. der Halter 4 der Bremskomponente 2 kann, wie in 7b und 7c dargestellt, bevorzugt zweiteilig ausgeführt sein. Dadurch wird vor allem die Montage der elektrischen Leitungen und insbesondere der Sensorleitung 73 innerhalb der ersten Bremskomponente 2 vereinfacht. Die Kabel können durch die offene Kabeldurchführung 35 gelegt werden.
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In 7d ist die Sensoreinrichtung 70 noch einmal im Detail dargestellt. Die erste Bremskomponente 2 und die hier als Drehteil ausgeführte zweite Bremskomponente 3 sind nur angedeutet (gestrichelte Linien). Die Sensoreinrichtung 70 stützt sich über die Entkopplungseinrichtung 78 an der drehbaren zweiten Bremskomponente 3 magnetisch entkoppelt ab. Die Abschirmeinrichtung 75 besteht hier aus drei Abschirmkörpern 76, welche die Streuung des magnetischen Felds 8 der elektrischen Spule 26 vermindern. Darüber hinaus ist außerdem noch eine Trenneinheit 77 zur magnetischen Trennung vorhanden. Die Magnetringeinheit 71 wird zum Messen der Orientierung bzw. des Drehwinkels der magnetorheologischen Bremseinrichtung 1 genutzt. Der Magnetfeldsensor 72 ist innerhalb der ersten Bremskomponente 2 angeordnet. Kleine relative axiale Verschiebungen können außerdem genutzt werden, um ein Herunterdrücken beispielsweise eines Bedienknopfs 101 zu detektieren, vgl. 7e.
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Durch eine Axialverschiebung verändert sich das empfangene Signal 68 der Sensoreinrichtung gemäß der Darstellung von 8. 8 zeigt den Verlauf der Amplitude 69 des durch den Magnetfeldsensor 72 detektierten Signals 68 in Abhängigkeit zur axialen Verschiebung der Bremskomponenten 2, 3 (horizontale Achse) dargestellt. Durch eine axiale Verschiebung des Magnetfeldsensors 72 gegenüber der Magnetringeinheit 71 verändert sich die Amplitude 69 des detektierten Signals 68. Eine axiale Verschiebung bzw. ein Herunterdrücken eines Bedienknopfs 101 oder eine seitliche Verschiebung z. B. eines Mausrades 106 oder anderen Komponenten kann detektiert werden.
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Mit dem gleichen Sensor 72 kann auch der Drehwinkel erfasst werden, wobei zur Erfassung des Drehwinkels die Richtung des Magnetfeldes 8 ermittelt wird. Die Intensität bestimmt die axiale Position. Aus einer Veränderung des Signals 68 kann deshalb auf eine Betätigung des Tasters 74 zurückgeschlossen werden. Das ist vorteilhaft, da ein einziger (mehrdimensionaler) Hallsensor zur Bestimmung der Winkelposition und der Bestimmung einer Axialposition verwendet werden kann.
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In den 8a, 8b und 8c sind mögliche Ausführungsvarianten zur Steuerung eines dynamisch erzeugten Magnetfeldes bzw. eines dynamisch erzeugten Bremsmoments in Abhängigkeit von dem Drehwinkel dargestellt.
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8a zeigt dabei eine Variante, bei der ein Drehknopf als haptische Bedienhilfe eingesetzt wird. Dargestellt ist der Drehwiderstand über dem Drehwinkel. Mit der Steuerung 27 kann ein linker Endanschlag 228 und ein rechter Endanschlag 229 erzeugt werden. Beim Weiterdrehen des Drehknopfes 23 wird dort ein hohes Magnetfeld bzw. Anschlagmoment 238 erzeugt, wodurch der Drehknopf 23 einen hohen Widerstand gegenüber einer Drehbewegung entgegensetzt. Der Benutzer erhält die haptische Rückmeldung eines Endanschlags.
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Dabei kann eine Rasterung der Drehbewegung erfolgen bzw. erzeugt werden. Beispielsweise kann dies verwendet werden, um durch ein grafisches Menü zu navigieren und Menüpunkte auszuwählen. Hier ist direkt neben dem linken Endanschlag 228 ein erster Rasterpunkt 226 vorgesehen, der bei einer Bedienung z. B. einem ersten Menüpunkt entspricht. Soll der nächste Menüpunkt angewählt werden, so muss der Drehknopf 100 im Uhrzeigersinn gedreht werden. Dazu muss das dynamisch erzeugte höhere Magnetfeld bzw. Rastmoment 239 bzw. dessen Reibmoment überwunden werden, bevor der nächste Rasterpunkt 226 erreicht wird. In 8a wird für einen gewissen Winkelbereich jeweils an den Rasterpunkten 226 und an den dazwischenliegenden Bereichen ein jeweils konstantes Magnetfeld erzeugt, welches an den Rasterpunkten erheblich geringer ist als in den dazwischenliegenden Bereichen und nochmals deutlich geringer als an den Anschlägen 228, 229.
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Ein Winkelabstand 237 zwischen einzelnen Rasterpunkten ist dynamisch veränderbar und wird an die Anzahl der zur Verfügung stehenden Rasterpunkte bzw. Menüpunkte angepasst.
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8b zeigt eine Variante, bei der zu den Endanschlägen 228, 229 hin das Magnetfeld nicht schlagartig ansteigt, sondern einen steilen Verlauf nimmt. Weiterhin sind an den Rasterpunkten 226 zu beiden Drehseiten hin jeweils rampenartige Steigungen des Magnetfeldes vorgesehen, wodurch der Drehwiderstand in die entsprechenden Drehrichtungen hin zunimmt. Hier werden mit der gleichen Bedieneinrichtung 100 nur drei Rasterpunkte 226 zur Verfügung gestellt, deren Winkelabstand 237 größer ist als in dem Beispiel gemäß 8a.
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8c zeigt eine Variante, bei der zwischen einzelnen Rasterpunkten 226 ein geringerer Drehwiderstand vorliegt und nur direkt benachbart zu den Rasterpunkten 226 jeweils ein erhöhtes Magnetfeld 239 erzeugt wird, um ein Einrasten an den einzelnen Rasterpunkten 226 zu ermöglichen und gleichzeitig nur einen geringen Drehwiderstand zwischen einzelnen Rasterpunkten zur Verfügung zu stellen.
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Grundsätzlich ist auch eine Mischung der Betriebsweisen und der Magnetfeldverläufe der 8a, 8b und 8c möglich. Z. B. kann bei unterschiedlichen Untermenüs eine entsprechend unterschiedliche Einstellung des Magnetfeldverlaufes erfolgen.
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Möglich ist es in allen Fällen auch, dass bei z. B. einem Ripple (Raster) nicht wie bislang zwischen wenig und mehr Stromstärke mit gleicher Polung geschaltet wird (also z. B. +0,2 auf +0,8A = Rippel), sondern abwechslungsweise mit verändertet Polung, d. h. von +0,2 auf +0,8A und dann den nächsten Rippel mit -0,2A auf - 0,8A und dann die nächste Momentenspitze von +0,2 auf +0,8A usw.
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Möglich ist in allen Fällen auch, dass die Betriebsweisen der 8a, 8b und 8c oder eine Mischung der Betriebsweisen durch Sprachbefehle ausgewählt werden. Der Benutzer wählt per Spracheingabe (mit lokaler oder entfernter Spracherkennung, z.B. über Alexa, Amazon Echo, Siri, Google Spracheingabe...) eine Funktion (Lautstärke, Senderwahl...) aus. Die magnetorheologische Bremseinrichtung stellt dann einen entsprechende Betriebsweise zur Verfügung (Lautstärke = Raster mit zunehmendem Bremsmoment für zunehmende Lautstärke; Radiosenderauswahl = Raster mit verschiedener Schrittweite, dazwischen geringes Bremsmoment, bis Sender gefunden wird).
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Der vorzugsweise niederlegierte Stahl kann ein Restmagnetfeld behalten. Der Stahl wird vorzugsweise regelmäßig oder bei Bedarf entmagnetisiert (u.a. durch ein spezielles Wechselfeld).
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Bevorzugt wird für die vom Magnetfeld durchflossenen Komponenten der Werkstoff FeSi3P (Siliziumstahl bzw. Silicon Steel) oder ein artverwandter Werkstoffe verwendet.
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In allen Fällen kann eine Sprach- oder Geräuschsteuerung durchgeführt werden. Mit der Sprachsteuerung kann die Bremseinrichtung adaptiv gesteuert werden.
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Wenn die Dreheinheit nicht gedreht wird, d. h. der Winkel ist konstant, wird vorzugsweise über die Zeit der Strom kontinuierlich verringert. Der Strom kann auch geschwindigkeitsabhängig (Drehwinkelgeschwindigkeit der Dreheinheit) variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Magnetorheologische Bremseinrichtung
- 2
- Bremskomponente
- 3
- Bremskomponente
- 4
- Halter
- 5
- Spalt, Kanal
- 6
- Medium
- 8
- Feld
- 10
- spitzwinkliger Bereich
- 13
- Mantelteil
- 13c
- Höhe
- 13d
- Wandstärke
- 13e
- Hülsenteil
- 19
- magnetische Partikel
- 20
- axiale Richtung
- 21
- Kern
- 21b
- minimaler Durchmesser
- 23
- Drehknopf
- 24
- Außenring
- 25
- radiale Richtung
- 26
- Spule
- 26a
- maximaler Durchmesser
- 26c
- Spulenebene
- 26d
- radiale Richtung zu 26c
- 27
- Steuereinrichtung
- 28
- Vergussmasse
- 30
- Lager
- 32
- Quernut
- 33
- (zylindrischer) Grundkörper
- 35
- Kabeldurchführung
- 36
- Aufnahme
- 36a
- Außendurchmesser
- 37
- zylindrische Lauffläche
- 37a
- Außendurchmesser
- 38
- Dichtung
- 43
- Benutzerschnittstelle
- 45
- Kabel
- 46
- Dichtring
- 49
- Überzug
- 50
- Konsole
- 61
- Winkelsegment
- 62
- Winkelsegment
- 67
- Innenoberfläche von 13
- 68
- Signal
- 69
- Amplitude
- 70
- Sensoreinrichtung
- 71
- Magnetringeinheit
- 72
- Magnetfeldsensor
- 73
- Sensorleitung
- 74
- Taster
- 75
- Abschirmeinrichtung
- 76
- Abschirmkörper
- 77
- Trenneinheit
- 78
- Entkopplungseinrichtung
- 80
- Magnetfeldkonzentrator
- 81
- Magnetfeldkonzentrator
- 82
- distales Ende
- 83
- Arm
- 84
- radiale Länge des Arms
- 85
- Spalthöhe
- 86
- Außenoberfläche
- 87
- Spaltmaß
- 100
- Haptische Bedieneinrichtung
- 101
- Bedienkopf
- 102
- Daumenwalze
- 103
- Computermaus
- 104
- Joystick
- 105
- Gamepad
- 106
- Mausrad
- 110
- geschlossene Kammer
- 111
- erstes Ende von 110
- 112
- erste Lagerstelle
- 113
- Magnetfelderzeugungseinrichtung
- 114
- Volumen von 110
- 115
- zweites Ende der geschlossenen Kammer
- 116
- Durchmesser erste Lagerstelle
- 117
- Durchmesser zweite Lagerstelle
- 118
- zweite Lagerstelle
- 119
- Achsstummel
- 120
- Ausgleichskanal
- 121
- Endabschnitt von 2
- 122
- radiale Richtung (global)
- 200
- Gerätekomponente
- 226
- Rasterpunkt
- 228
- Endanschlag
- 229
- Endanschlag
- 237
- Winkelabstand
- 238
- Anschlagmoment
- 239
- Rastermoment
- 240
- Grundmoment
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/034697 A1 [0003, 0004, 0045]
